DE3001353C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine senkrecht verlegte Leitung zur Führung eines heißen Mediums mit einem Rohr und mit einer das Rohr umgebenden Wärmeisolierung, die aus einem metallischen Außenmantel, einem koaxial in diesem verlegten metallischen Innenmantel und aus in einem von den beiden Mänteln gebildeten Ringraum angeordneten Isoliermantel besteht, wobei der Ring­ raum am oberen und am unteren Ende der Leitung durch eine sich konisch verjüngende Blechmanschette abgeschlossen ist.

Zum Transport von heißen Medien bestimmte Rohrleitungen sind üblicherweise mit einer Wärmeisolierung ausgestattet, um einmal die die Rohrleitungen umgebenden Räume sowie die in diesen Räumen befindlichen Anlagekomponenten vor einer zu starken Temperaturbelastung zu schützen und zum anderen die Wärmeverlu­ ste der in den Rohrleitungen geführten heißen Medien möglichst gering zu halten. Eine solche Rohrleitung umfaßt üblicherwei­ se ein inneres, meist aus Stahl bestehendes Rohr, einen äußeren Schutzmantel und eine zwischen beiden angeordnete Schicht aus Isoliermaterial.

In der DE-OS 28 27 881 wird eine senkrecht verlegte Rohrleitung mit einer die Rohrleitung umgebenden Wärmeisolierung beschrie­ ben, bei der die Wärmeisolierung aus mehreren voneinander lös­ baren Abschnitten besteht, die zum Teil von der Rohrleitung abgenommen werden können. Einige der Abschnitte weisen einen metallischen Außen- und Innenmantel auf, wobei der Ringraum zwischen den beiden Mänteln durch eine sich verjüngende Blech­ manschette abgeschlossen ist. Der zwischen dem Innenmantel und der Rohrleitung vorhandene Ringspalt ist bei einer im Betrieb befindlichen Rohrleitung nicht abgedichtet, so daß ein die Isolierwirkung beeinträchtigender Kamineffekt auftreten kann. Eine Abdichtung des genannten Ringspaltes wird nur vorgenommen, wenn - z. B. im Rahmen von Wiederholungsprüfungen an den Schweißnähten - nach Einstellen des Betriebes einzelne Ab­ schnitte der Wärmeisolierung abgenommen werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Rohrleitung besteht darin, daß die einzelnen Abschnitte der Wärmeisolierung durch Spannschlösser miteinander verbunden sind, so daß Zwangskräfte auftreten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitung zu schaffen, bei der bei kompletter Vorfertigung und leichter Montage bzw. Demontage kein die Dichtwirkung beeinträchtigender Kamineffekt auftreten kann und Zwängungen vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Montage einer gemäß der Erfindung ausgestalteten Leitung läßt sich leiht dadurch bewältigen, daß die vorgefertigte Wärmeisolierung auf das Rohr aufgeschoben wird, bis die untere sich konisch verjüngende Blechmanschette auf der Rohrstutzen­ schulter als einer Art "Dichtsitz" zur Auflage kommt. Damit wird die Herausbildung eines Bypasses zwischen dem Rohr und dem metallischen Innenmantel der Wärmeisolierung verhindert und die Herabsetzung der Isolierwirkung durch den "Kamineffekt" vermie­ den. Auf Klemmverbindungen wie Rohrschellen oder dergleichen, durch die Zwangskräfte in die Leitung eingeleitet werden wür­ den, kann bei der erfindungsgemäßen Leitung verzichtet werden. Dies spielt vor allem dann eine große Rolle, wenn die Leitung in Kernkraftwerken eingesetzt werden soll.

Für den Innen- und Außenmantel der Wärmeisolierung können gezo­ gene, nahtlose Rohre aus rostfreiem Stahl verwendet werden. Die Rohre stellen zusammen mit dem Isoliermantel eine einfache und damit preisgünstige Konstruktion dar, die sich wegen des gerin­ gen Platzbedarfs besonders für in Bündeln angeordnete Leitungen eignet. Bei Rohrbündeln mit enger Rohrleitung läßt sich die Wärmeisolierung oft nur schwierig anbringen. Wird die Wärmeiso­ lierung auf die Rohre des Rohrbündels aufgeschoben, so ergeben sich bei den bekannten Leitungen infolge von Fertigungs- und Montagetoleranzen Spalte zwischen den Rohren und der jeweiligen Wärmeisolierung, die zur Herausbildung des bereits beschriebe­ nen Kamineffekts führen und damit die Isolierwirkung stark reduzieren.

Die untere sich konisch verjüngende Blechmanschette ist an dem metallischen Innenmantel und dem metallischen Außenmantel an­ geschweißt; an dem oberen Ende der Wärmeisolierung hingegen ist keine starre Verbindung zwischen den beiden Mänteln vorgesehen, um Zwängungen infolge unterschiedlicher Wärmedehnungen der beiden Mäntel zu vermeiden. Die obere sich konisch verjüngende Blechmanschette ist nur mit dem Innenmantel verschweißt; an der dem Außenmantel zugewandten, d. h., der "kälteren" Seite bildet diese Blechmanschette mit dem Außenmantel einen Schiebesitz. Der Innenmantel kann sich also frei dehnen.

Die obere Blechmanschette weist vorteilhafterweise einen zy­ lindrischen Abschnitt auf, auf dem der Außenmantel gleitet. Dieser zylindrische Abschnitt ist mit einer speziellen Be­ schichtung versehen, die ein Reibverschweißen des Abschnitts mit dem Außenmantel verhindert.

In dem metallischen Außenmantel der Wärmeisolierung ist zweck­ mäßigerweise eine Vielzahl von Druckentlastungsbohrungen vorge­ sehen. Diese ermöglichen es, daß schnelle Druckänderungen, wie sie beispielsweise beim Öffnen von Sicherheitsventilen auftre­ ten, von der Wärmeisolierung ohne Beschädigung des Isoliermate­ rials aufgenommen werden. Die erfindungsgemäße Leitung zeichnet sich daher durch eine lange Lebensdauer aus, die auch durch Störfälle nicht beeinträchtigt wird.

Als Isoliermantel können z. B. keramische Faserdämmstoffe verwendet werden. Bei Einsatz der Leitung in Kernkraftwerken wird ein Material mit entsprechender Qualität, d. h., mit einer für die gesamte Standzeit des Kernkraftwerkes ausreichenden Rückfederung, ausgewählt.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausfüh­ rungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Leitung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Einzelheit "X" der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 die Einzelheit "Y" der Fig. 1, ebenfalls in vergrößertem Maßstab.

Die Fig. 1 läßt eine senkrechte Leitung 1 zum Transport von Heißdampf aus einem Dampferzeuger erkennen, der zu dem Primär­ kreislaufkomponenten einer Kernreaktoranlage gehört und in einer Ausnehmung des Reaktordruckbehälters untergebracht ist (nicht dargestellt). Die Ausnehmung ist mit einem Deckel 2 abgeschlossen. Durch den Deckel 2 ist eine nichtisolierte Leitung 3 verlegt, die mit der Leitung 1 verbunden ist, wie durch die Verbindungsstelle 4 angedeutet.

Die Leitung 1 besteht aus einem Rohr 5 und einer außen auf diesem angebrachten Wärmeisolierung 6. An dem unteren Ende der Leitung 1 ist ein Rohrstutzen 7 vorgesehen, der das Rohr 5 koaxial umgibt und an dem Deckel 2 angeschweißt ist. Der Rohr­ stutzen 7 weist eine ringförmige Schulter 8 auf.

Die Wärmeisolierung 6 umfaßt einen metallischen Außenmantel 9 sowie einen metallischen Innenmantel 10, die einen Ringraum 11 bilden. In diesem Ringraum ist keramischer Faserdämmstoff als Isoliermantel 12 angeordnet. Der metallische Außenmantel 9 ist mit einer größeren Anzahl von Druckentlastungsbohrungen 13 versehen, wie aus der Fig. 2 erkennbar ist.

Der Ringraum 11 ist am oberen und am unteren Ende der Leitung 1 je durch eine Blechmanschette 14 bzw. 15 abgeschlossen. Die beiden Blechmanschetten 14 und 15 verjüngen sich in der Art eines Konus, wobei die Verjüngung vom Außenmantel 9 zum Innen­ mantel 10 hin verläuft. Die gesamte Wärmeisolierung 6 ist vorgefertigt und auf das Rohr 5 der Leitung 1 aufgeschoben. Durch Fertigungs- und Montagetoleranzen ist dabei ein Spalt 16 zwi­ schen dem Rohr 5 und dem metallischen Innenmantel 10 entstan­ den, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt.

Um den Spalt 16 abzudichten und damit die Entstehung eines Kamineffektes zu unterbinden, ist die Anordnung der unteren Blechmanschette 15, die sowohl mit dem Innenmantel 10 als auch mit dem Außenmantel 9 verschweißt ist, so getroffen, daß sie auf der Schulter 8 des Rohrstutzens 7 zur Auflage kommt. In Fig. 2 ist dies genauer dargestellt. Durch die richtige Dimen­ sionierung der Blechmanschette 15 wird dafür gesorgt, daß ein­ mal das Gewicht der Wärmeisolierung 6 von der Blechmanschette 15 aufgenommen wird und zum anderen sich eine flächenhafte Auflage 17 der Blechmanschette 15 auf der Schulter 8 ergibt. Es muß also zwischen der Steifigkeit der Blechmanschette 15 und ihrer Elastizität ein Kompromiß gefunden werden.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die obere Blechmanschette 14 nur mit dem Innenmantel 10 durch Schweißung verbunden. Auf der "kälte­ ren" Seite geht die Blechmanschette 14 in einen zylindrischen Abschnitt 18 über, der mit einer speziellen Beschichtung gegen Reibverschweißen versehen ist. Der Abschnitt 18 verläuft ko­ axial zu dem Außenmantel 9 und bildet mit diesem einen Schie­ besitz 19. Die beiden Mäntel 9 und 10 der Isolierung 6 können daher ungehindert ihrer unterschiedlichen Wärmedehnung folgen.

Claims (4)

1. Senkrecht verlegte Leitung zur Führung eines heißen Me­ diums mit einem Rohr und mit einer das Rohr umgebenden Wärmeisolierung, die aus einem metallischen Außenmantel, einem koaxial in diesem verlegten metallischen Innenmantel und aus in einem von den beiden Mänteln gebildeten Ring­ raum angeordneten Isoliermantel besteht, wobei der Ring­ raum am oberen und am unteren Ende der Leitung durch eine sich konisch verjüngende Blechmanschette abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein am unteren Ende der Leitung (1) angebrachter Rohrstutzen (7) das Rohr (5) koaxial umgibt, daß zumindest bei der unteren Blechman­ schette (15) die konische Verjüngung vom Außenmantel (9) zum Innenmantel (10) hin verläuft, daß an dem Rohrstutzen (7) eine Schulter (8) vorgesehen ist, auf der die untere Blechmanschette (15) aufgesetzt ist und dabei den Ring­ spalt (16) zwischen dem Rohr (5) und dem Innenmantel (10) abdichtet, daß die untere Blechmanschette (15) sowohl an dem Innenmantel (10) als auch an dem Außenmantel (9) an­ geschweißt ist und daß die obere Blechmanschette (14) mit dem Innenmantel (10) verschweißt, mit dem Außenmantel (9) jedoch über einen Schiebesitz (19) verbunden ist.

2. Senkrecht verlegte Leitung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die obere Blechmanschette (14) zur Bil­ dung des Schiebesitzes (19) einen zylindrischen Abschnitt (18) aufweist und daß der zylindrische Abschnitt (18) mit einer das Reibverschweißen verhindernden Beschichtung versehen ist.

3. Senkrecht verlegte Leitung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem metallischen Außenmantel (9) eine Vielzahl von Druckentlastungsbohrungen (13) vorgesehen ist.

4. Senkrecht verlegte Leitung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Isoliermaterial (12) aus keramischem Faserdämmstoff besteht.